Wat is GPS RTK (realtime kinematische positionering)?

RTK-technologie (Real-Time Kinematic), oorspronkelijk ontwikkeld voor industriële toepassingen, heeft een nieuwe bestemming gevonden in de gazonverzorgingsindustrie, waar het de nauwkeurigheid en efficiëntie van autonome maaiers verbetert. Deze technologie stelt deze machines in staat om een ​​nauwkeurigheid van centimeters te bereiken bij de navigatie, waardoor het een cruciaal onderdeel is voor slimme grasmaaiers zoals de ANTHBOT Genie. Een dergelijke nauwkeurigheid is vooral belangrijk voor taken zoals autonoom maaien, het vermijden van obstakels en het creëren van precieze maaipatronen, zodat het gazon perfect gemaaid wordt zonder dat er plekken worden overgeslagen.

In deze blog duiken we in de technische details van RTK, de verschillen tussen full-band en dual-band RTK-systemen en hoe deze technologieën de prestaties van robotmaaiers verbeteren.

RTK in Robotmaaiers

De integratie van RTK in robotmaaiers biedt aanzienlijke voordelen voor zowel consumenten als fabrikanten:

1. Verbeterde precisie: RTK stelt de maaier in staat om in complexe patronen te maaien zonder plekken over te slaan, wat zorgt voor een gelijkmatigere snede en een gezonder gazon.
2. Autonomie en efficiëntie: De technologie maakt volledige autonomie mogelijk, waardoor maaiers met minimale menselijke tussenkomst complexe obstakels zoals bomen, hekken en tuinmeubilair kunnen omzeilen.
3. Schaalbaarheid: Fullband RTK-systemen zijn ideaal voor grote wooncomplexen, commerciële gazons en openbare ruimtes, waar nauwkeurige navigatie en dekking essentieel zijn.

Het gebruik van RTK-technologie in robotmaaiers verbetert hun functionaliteit aanzienlijk, waardoor ze autonoom kunnen werken met minimale supervisie. Dit leidt tot betere resultaten en efficiëntere maaiwerkzaamheden, wat uiteindelijk tijd en moeite bespaart voor huiseigenaren en bedrijven.

Hoe RTK werkt

RTK-technologie is gebaseerd op een basisstation en een mobiele ontvanger. De basisstation Het basisstation is een vast apparaat dat zich op een bekende, precieze positie bevindt en continu het verschil meet tussen zijn vaste positie en de posities van satellieten aan de hemel. Het basisstation berekent de fout in het satellietsignaal en stuurt vervolgens correctiegegevens naar het basisstation. mobiele ontvanger (gemonteerd op de robotmaaier). Deze correctiegegevens verbeteren de GPS-nauwkeurigheid, waardoor de ontvanger een precisie van centimeters kan bereiken.

• Rol van het basisstation: Het basisstation is essentieel in RTK-technologie, omdat het de correctiesignalen levert die de precisie van het GPS-systeem verbeteren. Zonder de realtime correctie van het basisstation zou de positioneringsnauwkeurigheid veel lager zijn, doorgaans slechts op meterniveau.
• Rol van mobiele ontvanger: De mobiele ontvanger op de robotmaaier ontvangt GPS-signalen van satellieten en correctiegegevens van het basisstation, waardoor de robot zijn positie in realtime kan aanpassen en zeer nauwkeurig kan navigeren.

Het basisstation "corrigeert" in feite de fouten in het GPS-signaal die worden veroorzaakt door atmosferische omstandigheden, de geometrie van de satelliet en andere factoren, waardoor de maaier een veel hogere nauwkeurigheid bereikt dan standaard GPS-systemen.

Hoe snel is RTK?

Een van de meest opvallende kenmerken van RTK-technologie is het vermogen om zeer nauwkeurige positioneringsgegevens in realtime te leveren. De snelheid waarmee RTK-systemen hun positie kunnen bijwerken is cruciaal voor een soepele en nauwkeurige navigatie, met name in dynamische omgevingen zoals gazons met obstakels.

• Vernieuwingsfrequentie: Full-band RTK-systemen werken doorgaans met een Vernieuwingsfrequentie van 50 Hz, Dit betekent dat ze hun positiegegevens 50 keer per seconde bijwerken.Deze hoge verversingsfrequentie zorgt ervoor dat de maaier realtime aanpassingen kan maken tijdens het maaien, waardoor de kans op afwijkingen of het overschrijden van de maaiveldgrenzen wordt verkleind.
• Dual-band RTK Systemen hebben doorgaans een lagere verversingsfrequentie. 5Hz, Dit betekent dat de positiegegevens slechts 5 keer per seconde worden bijgewerkt. Deze lagere updatesnelheid kan leiden tot vertragingen en afwijkingen tussen de werkelijke locatie van de maaier en de weergegeven positie, met name in snel bewegende of complexe omgevingen.

De snelle verversingsfrequentie en nauwkeurige gegevens van RTK-systemen stellen robotmaaiers in staat hun positie te behouden, zelfs bij het nemen van scherpe bochten, het ontwijken van obstakels of het werken onder wisselende omgevingsomstandigheden.

RTK-technologie: Volledige band versus dubbele band

RTK-technologie maakt in de kern gebruik van satellietsignalen om de positioneringsnauwkeurigheid van GPS-systemen te verbeteren. De technologie wordt onderverdeeld in twee typen: Volledige RTK-band En Dual-band RTK. Elk systeem heeft zijn eigen mogelijkheden en beperkingen, en inzicht in deze verschillen is essentieel voor het kiezen van de juiste oplossing voor autonome systemen zoals robotmaaiers.

Volledige RTK-band

1. Meerdere satellietsystemen: Fullband RTK-ontvangers kunnen signalen ontvangen van meerdere satellietsystemen, zoals GPS (U.S. ), GLONASS (Rusland), BeiDou (China) en Galileo (Europa). Dit vergroot de wereldwijde dekking en verbetert de robuustheid van het systeem, waardoor het stabielere positioneringsdiensten kan leveren in verschillende regio's en omgevingen.
2. Hogere frequentie en robuuste gegevensverwerking: Een full-band RTK-systeem kan tot wel 6 satellieten en 22 frequenties, met een Aantal basisbandkanalen: 1040. Hierdoor kan het systeem gegevens van meerdere satellietconstellaties efficiënter verwerken.
3. Snelle data-convergentie: Het full-band systeem werkt met een Vernieuwingsfrequentie van 50 Hz, Dit betekent dat de positioneringsgegevens vaker worden bijgewerkt. Hierdoor blijven de locatiegegevens van de maaier nauwkeurig en actueel, waardoor de kans op afwijkingen tijdens het gebruik kleiner wordt.
4. Geavanceerde functies voor precisie: Full-band RTK-systemen ondersteunen functies zoals basisstation-scoring, interferentiedetectie, omgevingsscoring, RTK met lage snelheid en segmentatie van transmissiepakketten. Deze functies stellen de maaier in staat om te beoordelen of zijn huidige positie overeenkomt met de installatievereisten en zijn werking dienovereenkomstig aan te passen.

Dual-band RTK

1. Beperkte satellietdekking: Dual-band RTK-systemen kunnen alleen signalen ontvangen van twee vaste frequentiebanden. Dit beperkt hun wereldwijde bereik en kan ertoe leiden dat de maaier geen signaal kan ontvangen, met name in regio's met minder satellietsystemen.
2. Lagere frequentie en aantal kanalen: Een dual-band RTK-systeem gebruikt doorgaans 4 satellieten en 8 frequenties, met 135 basisbandkanalen. Dit resulteert in een minder efficiënte signaalverwerking en een lagere nauwkeurigheid in vergelijking met systemen die alle frequentiebanden bestrijken.
3. Tragere dataconvergentie: Dual-band RTK-systemen werken met een verversingsfrequentie van 5 Hz, wat betekent dat hun signalen minder vaak worden ververst. Dit resulteert in een tragere convergentie van de positioneringsgegevens, wat kan leiden tot vertragingen en afwijkingen tussen de werkelijke locatie en de weergegeven positie.
4. Verhoogde latentie: Door de lagere verversingsfrequentie kunnen dual-band systemen vertraging of afwijking in de positioneringsgegevens vertonen, waardoor het systeem gevoelig is voor fouten, met name in dynamische omgevingen waar precisie essentieel is.

Hoe RTK-technologie de Genie onderscheidt

Bij ANTHBOT, we hebben een full-band RTK in ons systeem Genie-serie grasmaaiers, waardoor ze zich onderscheiden van concurrenten die gebruikmaken van dual-band RTK-technologie. Hieronder vindt u de belangrijkste voordelen van het gebruik van full-band RTK in onze Genie-modellen:

1. Eenvoudigere signaalverwerving: Full-band RTK-systemen zijn beter in staat signalen te ontvangen van een breder spectrum aan satellietsystemen. Dit biedt meer flexibiliteit bij het kiezen van installatielocaties voor het basisstation, waardoor een betere dekking mogelijk is, zelfs in lastige omgevingen.
2. Betere precisie en realtime prestaties: Full-band RTK-technologie zorgt voor nauwkeurigere en realtime positioneringsgegevens. Hierdoor kan de maaier preciezer navigeren, waardoor problemen zoals het overschrijden van grenzen worden voorkomen en de weergegeven positie met minimale vertraging overeenkomt met de werkelijke locatie.

Praktische tests: Genie versus concurrent N

Om de praktische voordelen van full-band RTK te benadrukken, hebben we een reeks tests uitgevoerd waarbij we onze Genie-maaier, uitgerust met full-band RTK, vergeleken met een concurrerend model (N), dat gebruikmaakt van een dual-band RTK-systeem. Deze tests werden uitgevoerd in verschillende gangbare maaiomgevingen:

• Onder bomen
• Onder de dakrand
• Regenachtige/bewolkte dagen
• Regenachtige/bewolkte dagen met dakoverhang
• Regenachtige/bewolkte dagen met bomen

Geest Het systeem presteerde feilloos in alle testscenario's en behield nauwkeurige, realtime navigatie zonder noemenswaardige afwijkingen of overschrijdingen van de grenzen.

Aan de andere kant ondervond concurrent N regelmatig problemen met signaalverlies, positieafwijkingen en zelfs het volledig uitvallen van de machine. In sommige tests kon de maaier tot wel 10-15 minuten niet herstellen of werkte hij helemaal niet meer. Deze afwijkingen zijn voornamelijk te wijten aan de beperkingen van dual-band RTK-technologie, die moeite heeft in complexe omgevingen.

Lees meer over de installatie van het Genie RTK-systeem.

RTK in andere sectoren

Hoewel RTK algemeen bekend staat om zijn toepassing in autonoom maaien, is het met succes geïmplementeerd in diverse andere gebieden, zoals:

• Landbouw: RTK wordt in de precisielandbouw gebruikt om tractoren en andere landbouwmachines aan te sturen, zodat het planten, bemesten en oogsten zeer nauwkeurig gebeurt, de gewasopbrengst verbetert en verspilling vermindert.
• Landmeten en in kaart brengen: RTK biedt de hoge precisie die nodig is voor landmeting, topografische kartering en uitzetten van bouwprojecten.
• Autonome voertuigen: RTK is essentieel voor autonome auto's, drones en andere robotsystemen, omdat het nauwkeurige navigatie biedt voor een veilige en efficiënte werking in dynamische omgevingen.

Samenvattend is RTK-technologie een belangrijke factor in het verbeteren van de prestaties van robotmaaiers, doordat het nauwkeurige realtime positionering mogelijk maakt. Full-band RTK-systemen, zoals die in de ANTHBOT Genie, Het systeem biedt snellere signaalverwerving en een hogere nauwkeurigheid in vergelijking met dual-band systemen. Dit resulteert in een betere betrouwbaarheid en soepelere prestaties, zelfs in uitdagende omgevingen. Met Genie's full-band RTK kunnen gebruikers een consistente en efficiënte maaiervaring verwachten, waardoor het een uitstekende keuze is op de markt.